Фамилия Гнатиенко — типичный пример восточнославянской модели, где суффикс -енко превращает личное имя в родовое прозвище. В украинской ономастике этот суффикс означает «маленький» или «сын»: Гнатиенко — буквально «сын Гнатия». Само имя Гнатий — народная форма канонического имени Игнатий, которое восходит к латинскому Ignatius («огненный»). В быту имя часто сокращали: Гнат, Гнатусь, отсюда и основа для фамилии.

Фамилия распространена там, где в XIX веке была активна украинская антропонимическая модель на -енко: в центральных и левобережных областях Украины (Черкасская, Полтавская, Киевская области). Встречается и на Кубани, куда фамилию принесли переселенцы в конце XVIII — начале XIX века. В России, особенно в южных регионах, она могла возникать и самостоятельно, если носитель происходил из украинских семей.

Словообразовательная модель простая: корень Гнат- + суффикс -иенк- (фонетический вариант -енко). Интересно, что ударение в фамилии может падать на второй слог (Гнати́енко) или на третий (Гнатие́нко), в зависимости от региона. Второй вариант характерен для говоров, где суффикс произносят с явным ударением на «е».

Сословной привязки у фамилии нет: её носили и крестьяне, и казаки, и мещане. В ревизских сказках XIX века Гнатиенко часто встречаются среди государственных крестьян и бывших казаков. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые преобладали в северных и центральных районах России, форма на -енко сохраняла отчётливую региональную маркировку: она указывала на южнорусское или украинское происхождение рода.

Встречаются варианты написания: Гнатенко, Гнатьенко, Гнатиенко. Форма с «и» после «т» (Гнатиенко) — более полная, архаичная, она точнее передаёт исходное имя Гнатий. Сегодня фамилия остаётся сравнительно редкой, но устойчивой: по данным современных телефонных справочников, основные носители живут в Днепропетровской, Харьковской областях и в Краснодарском крае.